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摘要: 介紹一種臥式加工中心工作臺自動識別系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)能夠自動識別工作臺，數(shù)控系統(tǒng)可根據(jù)識別信息自動調(diào)用相應(yīng)程序進行加工，從而提高加工效率。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，自動化程度高，在提高效率的同時，還能夠避免人工出錯。由于激光精度高穩(wěn)定性好，可適應(yīng)較多工作臺數(shù)量的識別。
關(guān)鍵詞: 工作臺自動識別系統(tǒng); 激光測距; 自動加工
隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，轉(zhuǎn)變勞動密集型、資源耗費型、低效粗糙型的生產(chǎn)模式已經(jīng)成為廣泛共識。人力成本快速提高、高素質(zhì)勞動力緊缺等，也促使企業(yè)用機器人來提高產(chǎn)業(yè)附加值、保證產(chǎn)品質(zhì)量的愿望遠較以前強烈，工業(yè)機器人及數(shù)字化裝備面臨著前所未有的發(fā)展時機，機床的自動化程度隨著時間的推移越來越高。
文中提出的機床工作臺識別結(jié)構(gòu)，包括機床交換區(qū)下防護支撐結(jié)構(gòu)、工作臺，在工作臺側(cè)邊上固定用于識別的識別塊，正對識別塊與工作臺側(cè)邊垂直的面上安裝有單反式激光發(fā)射接收器，通過發(fā)出激光接觸到識別塊后返回被接收。單反式激光發(fā)射接收器可得到其余識別塊之間的距離，通過距離的不同來確認工作臺的編號。該識別結(jié)構(gòu)簡單，方便結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、安裝，可識別工作臺數(shù)量較多，可準(zhǔn)確識別工作臺，保證被加工工件與系統(tǒng)的加工程序一致，提高了機床的工作效率，進一步提高了自動化程度，降低了工件的加工成本，可有效避免因人為錯誤帶來的事故和不必要的經(jīng)濟損失，有助于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性。
1 、工作臺識別系統(tǒng)原有結(jié)構(gòu)
工作臺原有結(jié)構(gòu)為工作臺光目識別系統(tǒng)，如圖 1所示: 工作臺 2 安裝在機床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu) 1 上，在工作臺 2 的上方安裝有裝夾工件 4 的夾具 10。在夾具 10 下方底座上鑲嵌有夾具標(biāo)志塊 3，在夾具 10 下方底座的側(cè)邊處位于機床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu) 1 上安裝有激光發(fā)射器 7。在機床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu) 5 上安裝有激光接收器 6，激光發(fā)射器 7 與激光接收器 6 相對設(shè)置。工作臺光目識別結(jié)構(gòu)包括機床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)、機床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu)、工作臺、激光發(fā)射器、激光接收器及夾具標(biāo)志塊; 激光發(fā)射器與激光接收器分別裝于機床交換區(qū)下支撐結(jié)構(gòu)與機床交換區(qū)上支撐結(jié)構(gòu)上，并且相對設(shè)置; 識別時激光發(fā)射器開始發(fā)射激光，工作臺標(biāo)志塊遮擋部分激光，激光接收器根據(jù)接受激光寬度進行識別; 激光發(fā)射器裝于保護罩內(nèi)，通過氣缸的伸縮運動帶動保護罩開啟及回位，機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。
該結(jié)構(gòu)雖然實現(xiàn)了工作臺的自動識別，但是仍然存在如下不足: ( 1) 不同的工作臺之間易混淆，識別準(zhǔn)確性差、安全性低; ( 2) 可識別工作臺的數(shù)量少 ( 較多工作臺數(shù)量時需要擴展光目寬度，對空間要求高) ; ( 3) 激光發(fā)射器與激光接收器分置兩邊，安裝要求高; ( 4) 由于不同工作臺之間分界線不明顯，不同工作臺之間很難區(qū)分，電氣調(diào)試難度高，費工費時，可識別數(shù)量少; ( 5) 由于激光發(fā)射器與激光接收器安裝于設(shè)備上下，下部的激光發(fā)射器防水要求高，且易受切削屑影響，降低識別準(zhǔn)確性。
圖 1 工作臺光目識別結(jié)構(gòu)
2 、工作臺識別系統(tǒng)改進結(jié)構(gòu)
針對工作臺原有的光目識別系統(tǒng)所存在的問題，設(shè)計了激光測距工作臺識別系統(tǒng)，如圖 2 所示。激光工作臺識別系統(tǒng)是在工作臺側(cè)邊上固定用于識別的識別塊，正對識別塊與工作臺側(cè)邊垂直面上安裝有單反式激光發(fā)射接收器，通過發(fā)出激光接觸到識別塊后返回被接收。單反式激光發(fā)射接收器可得到其余識別塊之間的距離，通過距離的不同來確認工作臺的編號。
此識別結(jié)構(gòu)簡單，方便結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、安裝，可識別工作臺數(shù)量較多，可準(zhǔn)確識別工作臺，保證被加工工件與系統(tǒng)的加工程序一致，提高了機床的工作效率，進一步提高了自動化程度，降低了工件的加工成本。
圖 2 激光測距工作臺識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
3 、結(jié)論
設(shè)計的激光測距工件識別系統(tǒng)克服了原結(jié)構(gòu)的不足，有效提高了識別的可靠性和穩(wěn)定性，可識別工件的數(shù)量也得到了很大提高。
通過工件自動識別和自動加工系統(tǒng)，柔性制造單元的自動化程度得到了提高，同時系統(tǒng)的可靠性也得到了提高。
來源：吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 大連交通大學(xué)現(xiàn)代軌道交通研究院， 吉林建大建筑工程檢測有限公司
來源：轉(zhuǎn)載 作者：張玉華 王世鵬 邢海豐
